3D-Grafik im Wandel der Zeit - Physik in Spielen

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung
FIFA 96 (1995)
Trespasser (1998)
Red Faction (2001)

2

Half Life 2 (2004)
FlatOut (2004)
Prey (2006)

3

Portal (2007)
Crysis (2007)
Sacred 2 (2008)

4

Cryostasis (2009)
Red Faction: Guerilla (2009)
Bad Company 2 (2010)

5

Mafia 2 (2010)
Batman: Arkham City (2011)
Tomb Raider (2013)

6

Company of Heroes 2 (2013)
Battlefield 4 (2013)
War Thunder (2015)

7

Medieval Engineers (2015)
Just Cause 3 (2015)
Battlefield 1 (2016)

8

Fazit

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Physik-Effekte fallen oft nicht bewusst auf, machen aber einen großen Teil der Atmosphäre in Spielen aus — wie hier in Mafia 2.

In den anderen Artikeln unserer Grafik-Historie haben wir uns auf offensichtliche Weiterentwicklungen in der 3D-Grafik der letzten 30 Jahre konzentriert, wie sie etwa bei Wasser, Vegetation und Beleuchtung stattgefunden haben.

Diesmal wollen wir uns einem weniger augenfälligen Element und dessen Entwicklung widmen, das zur Erzeugung von glaubwürdigen Spielwelten aber unabdingbar ist — der Physik in Spielen. Mittlerweile kommt kein großer Titel mehr ohne eine solide Physik-Engine aus, denn nur eine zerstörbare oder zumindest teilweise dynamische Umgebung wirkt authentisch und erhöht damit die Intensität des Spielerlebnisses.

Zwar bleibt die Zerstörung der virtuellen Umgebung in Spielen meist die Hauptaufgabe der Physik-Engine, einige Spiele zeigen mit scheinbar simplen Rätseln und dem geschickten Einsatz der Gravitation, dass Spielspaß auch ganz subtil ohne Demolierungsorgien entstehen kann.

Einen Großteil der Physik-Effekte berechnet nach wie vor die CPU, das gilt in der Regel auch für Nvidias PhysX-Engine. Nur die aufwändigsten PhysX-Effekte erfordern zwingend eine Geforce-Karte, um flüssig spielbare Bildwiederholraten zu bekommen. Für die zukünftige Entwicklung wäre unserer Meinung nach eine einheitliche Schnittstelle für die Physikberechnung wünschenswert, damit sich die Entwickler zunehmend auf ausgefeiltere und realistischere Physik-Effekte konzentrieren, ohne auf unterschiedliche Hardware-Architekturen achten zu müssen.

Update 01.07.2016: Wir aktualisieren unsere beliebte Reihe »Grafik im Wandel der Zeit« nach und nach und ergänzen sie um aktuelle Titel. Diesmal nehmen wir uns die Physik in Spielen vor und machen einen Streifzug durch die Spielegeschichte.

FIFA 96 (1995)

Seit 1993 erscheint jährlich mindestens ein FIFA. Am grundlegenden Spielprinzip hat sich seitdem wenig geändert: Sie steuern die Mannschaft Ihrer Wahl und erringen einen Sieg nach dem anderen, um am Ende ganz oben in der Tabelle zu stehen.

FIFA 96 kam 1995, dank des enormen Erfolgs des Vorgängers, für etliche Plattformen wie etwa DOS, Playstation, Sega Saturn und Super Nintendo auf den Markt. Während sich bis 1994 alle Titel in reinem 2D präsentierten, leitete FIFA 96 die Dreidimensionalität ein.

Spieler, Ball und Publikum sind zwar lediglich Bitmaps, das Stadion und die Spielfläche ist allerdings in 3D modelliert. Dieser Umstand trug dazu bei, dass der Ball gewisse physikalische Eigenschaften bekam. Er springt beispielsweise je nach Abschlagshöhe beim Auftreffen unterschiedlich vom Rasen und prallt bei Kopfbällen je nach Winkel ab. Hat das virtuelle Leder beim Rasenkontakt einen entgegengesetzten Drall, bleibt der Ball sogar auf der Stelle liegen. Die Trägheit des Balls wirkt jedoch so, als wäre er einige Kilo schwer und die Flugbahnen muten teils sehr unnatürlich an.

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Trespasser (1998)

Als Heldin wider Willen finden Sie sich im Spiel Trespasservon Dreamworks nach einem missglückten Flug auf einer menschenleeren Insel wieder. Einsam und verlassen ist das Eiland indes nicht, denn sieben unterschiedliche Saurierarten warten darauf, entdeckt zu werden.

Was nach Jurassic Park klingt, ist genau das: Mit der Lizenz der Kinohits versetzt uns das Spiel nämlich auf die Geburtsinsel der Dinosaurier. Auf der Suche nach einem Funkgerät dringen wir mit der Heldin immer weiter in das Innere des Dschungels vor. Die bei Erscheinen extrem fordernde Grafik-Engine erzeugt weitläufige Areale mit einer, für damalige Verhältnisse, ungewöhnlich hohen Weitsicht.

Ebenfalls völlig neu ist die Physik des Spiels: Jedes bewegliche Objekt besitzt ein bestimmtes Gewicht. Schleudern Sie beispielsweise einen Stein auf eine Flasche, wird diese in Bewegung versetzt und stößt möglicherweise weitere Gegenstände um. Steinsäulen fallen nach Beschuss wie Dominosteine zu Boden. Die Physik-Engine ist im Vergleich zu heute allerdings höchst rudimentär und hatte sehr hohe Hardware-Anforderungen.

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Red Faction (2001)

Red Factionvon THQ Entertainment ist eines der ersten Spiele mit zerstörbarer Umgebung. So stellen Mauern für unseren Raketenwerfer nur temporäre Hindernisse dar, und Explosionen lassen Glasscheiben in der Nähe zerbersten. Die Physik-Engine erreicht besonders bei den Scheiben unter genauerer Betrachtung schnell ihre Grenzen, denn der Ablauf beim Zerspringen ist immer der Gleiche – egal ob wir mit einem Maschinengewehr darauf ballern oder nur einen einzigen Schuss an den Rand der Scheibe abgeben.

Auch die Löcher in den Betonwänden, nach einer Detonation oder nach einem Raketeneinschlag, sehen alle mehr oder weniger gleich (eckig) aus. So wird für jede Explosionen, gemessen an der jeweiligen Stärke, ein bestimmtes Volumen aus der Wand herausgeschnitten und die Ränder dann lediglich mit Schmauchspuren neu texturiert.

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